不阻隔电源UPS:短中期仍然为主流供电阶梯,产业链有望受益寰宇AIDC增长。不阻隔电源UPS是现时数据中心的主流供电技能,咱们瞻望在国内商场占比约85-90%;尽管有部分新架构出现,但咱们合计UPS经过执续居品迭代百家乐AG,改动效能、占大地积等短板得到较昭着改善;同期,UPS可靠性考证长、电能量质地高、爱戴便利以及结尾兼容性强的上风使得UPS在大部分场景仍难以被十足替代,短中期仍然为主流供电技能决策。在AIDC驱动下,咱们看好UPS格式功率弹性(居品功率段更高),以及国内UPS产业链出海的机遇。
蓄电板备电:不受供电技能阶梯之争,AIDC驱动锂电浸透带来出海机遇。不管供电技能聘用UPS或HVDC,对数据中心开垦不阻隔供电的保险均来自蓄电板备电系统、具备一定需求刚性。现时蓄电板备电以铅酸电板为主,但在AIDC趋势下,咱们不雅察外洋备电决策加快向锂电转向;而国内锂电产业链已发展相对练习,在磷酸铁锂技能阶梯、产业集群、成本、居品决策等方面具备较强当先上风;同期,外洋铅酸供给参加放缓、增量需求有望国内产业链贯串,咱们看好AIDC驱动国内蓄电板产业链加快导入寰宇配套。
算力需求升迁下,国内UPS、蓄电板商场有望快速扩容。在国内算力开支升迁下,咱们瞻望数据中心UPS、蓄电板格式需求增长有望提速。咱们基于国内算力需求假定,以及UPS、蓄电板各技能阶梯占比、价值量等假定,算得国内2025年数据中心UPS商场空间66.8亿元、蓄电板商场空间56.0亿元,2025-2028CAGR分别接近20%、26%。
风险
算力成本开支不足预期;新技能替代风险。
不阻隔电源UPS:数据中心主流供电技能,国内产业链有望中永恒受益寰宇AIDC需求增长
UPS是当今数据中心主流供电技能,在线式、模块化机为主流居品阶梯
不阻隔电源UPS是现时数据中心的主流供电技能,咱们瞻望在国内商场占比约85-90%。UPS供电决策由整流器、蓄电板组、逆变器、静态开关等组成,主要的作用是:1)摒除市电中的电涌、蓦的高/低压、电线噪声、频率偏移等“电源浑浊”、改善市电质地,保险用电开垦性能和质地;2)在市电中断时提供备电。其使命的历程:
►市电平素时,市电通过整流器、逆变器向负载供电,同期为蓄电板充电;
►市电终点或中断时,蓄电板看成电源,通过逆变器向负载供电,直至柴油发电机组启用;经常备电时长15-45分钟。
图表1:不阻隔电源UPS的使命旨趣
按照电路结构分别,UPS分为后备式、互动式和在线式三种类别,在线式为主流:
►后备式和互动式:后备式和互动式UPS旨趣同样,市电平素供电时,逆变器不使命;当市电终点时,切换到蓄电板供电,届时4毫秒傍边逆变器改动延经常间(IT开垦里面滤波电容能看护约8-10毫秒供电)。除备电功能外,后备式和互动式UPS对电网频率不稳、波形畸变等问题处理技艺较弱,无法知足复杂、敏锐型数据中情绪房需求,经常诈欺于家用筹备机或只需要断电保护的单个使命站场景。
►在线式:在线式UPS无论市电是否平素,均通过逆变器向负载供电,可灵验毁坏市电的电压波动、频率漂移等电能质地问题,终了稳压、稳频的效能,对IT开垦的安祥启动和质地酿成保险,况兼在线UPS在市电和蓄电板切换历程的改动时刻为零。当今在线式UPS成为主流的技能决策,在金融、通讯、政府、互联网等数据中情绪房得到粗野诈欺。
图表2:后备式、互动式、在线式UPS的旨趣和商场份额(2023年)
按照居品特点分,UPS资历了三代技能迭代,模块化机徐徐成为主流技能:
►工频机和高频机:从工频机到高频机,最大的变化在于省去了UPS里面变压器,同期整流器件从晶闸管变更为使命频率更高的IGBT。高频机相对工频机具备体积小、效能高、成本低等上风,况兼遍及具备节能模式。
►模块化:模块化机型是高频UPS的一种结构表情,通过多模块并联终了大容量的UPS系统,各模块互相独处、并联冗余,可由规矩模块基于后端负载功率天真处理模块的情状(就寝或者参加使用),终了UPS与负载的最好匹配、提高改动效能;同期,支持热插拔功能,当某一模块发生故障退出使命后,可通过在线热插拔进行替换,揆情审势爱戴时刻。基于模块化机效能高、便于爱戴等上风,在国内商场份额徐徐升迁,2023年国内模块化机(含类模块化机)占比达到46-47%。
图表3:UPS不同居品类别旨趣图、特征以及商场份额
阶梯之争:UPS较HVDC在改动效能、占大地积等方面的破绽得到革新,且在电能质地、结尾兼容性、爱戴便利等方面具备上风,短中期难以被替代
通过居品技能迭代和能效处理决策,现时UPS改动效能得到权臣升迁
►两次电流改动和架构冗余缱绻是过往UPS改动效能偏低的主要原因。过往UPS改动效能偏低一方面主要因其AC/DC、DC/AC两说念电能变换缱绻,每说念电能改动均会产生损耗;另一方面因数据中心冗余架构缱绻要求、导致低负载,经常UPS负载率需达到20%以上才能获取90%以上的改动效能;而国内数据中心多按照A级或者B级轨范来缱绻,UPS供电架构分别要求按照2N和N+1进行容错/冗余缱绻,以2N架构为例,即便在满载情况下,负载率不会高于50%。
图表4:N+1和2NUPS架构
►UPS经过自身居品迭代和能量处理缱绻,改动效能得到较权臣升迁。在供电架构和冗余缱绻无法改变的情况下,开垦厂商从UPS开垦自身开拔降古板耗,主要聘用两种方式:
•对UPS居品进行革新、提高改动效能:1)从工频机迭代至高频机,通过省去原有UPS里面变压器,以及使用IGBT替代晶闸管,使得UPS改动效能得到升迁;2)从高频机迭代至模块化机,通过规矩模块凭证后端负载率情况来调遣UPS功率模块就寝或者参加使用的情状,以终了UPS与负载率的最好匹配,提高改动效能。通过对UPS居品的技能升级,可改动效能升迁至96-97%。
•从能量处理角度开拔,在知足负载启动条目的前提下,聘用智能在线模式或者超等旁路模式,可进一步将改动效能升迁至99%以上。
图表5:通过居品升级以及能效处理,UPS改动效能得到昭着改善
通过高密化缱绻,可灵验减少UPS配电室的占大地积
AIDC快速发展下,数据中情绪柜朝高密化、液冷散热方式发展,要求UPS聘用更高功率密度、模块化方式来减少配电占大地积和支持机柜高密化发展趋势。当今部分头部厂商如华为,通过“拓扑池化”、“磁集成”等技能,执续股东UPS功率密度升迁,2020年将单模块功率密度升迁至100kVA/3U,较业内主流50kVA/3U功率密度升迁一倍;况兼通过高度集成化、模块化的供配电系统缱绻,聘用100kVA/3U模块的FusionPower2.0-1200V系统只需12个功率模块,终了“一柜一兆瓦”,筹议UPS输入输出配电,端到端系统决策从8柜缩短为4柜,揆情审势占地逾越50%。[1]
图表6:UPS功率密度执续升迁,灵验减少配电室占大地积
UPS可靠性考证长、电能量质地高、爱戴便利以及结尾兼容性强,百家乐AG使得UPS在大部分场景较难被替代
►可靠性考证时刻长:UPS自1964岁首度诈欺至数据中心于今已发展超60年,可靠性得到商场较充分的考证;此外,通过聘用2N架构,前端引入双路市电、后端双路供电就业器,互为备用,表面上因UPS单点故障导致供电中断的风险较低。关于金融、政府机构等国度关键基础措施用数据中情绪房,对供电可靠性要求较高,UPS仍然为首选决策。
►电能质地较高:UPS通过两说念电能改动,可灵验毁坏市电中的电涌、蓦的高/低压、电线噪声等“电源浑浊”,保险负载端用电质地。关于核电、医疗开垦、科学仪器等高精度开垦,交通、工场、矿厂等较恶劣的使用工况,以及电网质地较差的区域,UPS较强的抗打扰技艺尤为进击。
►爱戴便利性:数据中心使用周期达10年以上,时代需要东说念主员对开垦进走运维,UPS爱戴技能较练习、爱戴东说念主员较多。
►结尾兼容性强:当今数据中心中无数开垦比如IT开垦、网关、路由器、空调、照明系统等主要支持换取供电,而UPS通过逆变后输出换取电,大略较好的适配数据中心各样开垦,从而对结尾用户的兼容性会更强。从第三方运营商的贸易逻辑开拔,选定UPS可诡秘的用户规模更广。
国内UPS产业链有望受益寰宇AIDC成本开支升迁
国内AIDC成本开支升迁有望拉动UPS需求增长,并驱动居品功率段升迁:
►国内UPS卑劣诈欺结合度较高,电信、互联网、政府、银行需求占比统统达80-85%;若穿透结尾用户,咱们瞻望互联网为第一大诈欺场景(部分互联网企业会弃取租用电信等运营商的机房)。筹议到现时UPS仍为主流供电技能,咱们合计互联网企业AIDC成本开支升迁将拉动国内UPS需求增长。
►大模子、AIGC加快诈欺带来算力需求升迁,比拟于传统数据中心,AIDC功率需求更高,凭证产业链摸排,咱们揣测单柜功率或从传统数据中心5-10kW升迁至30-50kW、部分致使达到100kW;相应的也将带动UPS居品功率段升迁,使得UPS总功率需求得到扩容。
图表7:中国UPS卑劣商场(2023年)
图表8:中国UPS居品功率段(2023年)
UPS商场面貌安祥,外资参加徐徐减弱,国内UPS产业链有望切入寰宇AIDC供应链:UPS商场发展多年,当今如故酿成较为安祥的商场面貌:从寰宇规模品牌来看,施耐德、伊顿、纬谛、华为占据逾越一半商场份额;国内商场华为、科华数据、科士达、纬谛占据主要商场份额,而在细分互联网标的品牌更结合,当今主如若外资品牌、华为、科华数据。从供给端看,外资品牌施耐德、伊顿等参加徐徐减弱,更多以ODM方式与国内品牌互助,咱们合计在大模子、AIGC的快速发展下,国内UPS产业链有望受益寰宇AIDC需求增长。
图表9:寰宇UPS商场面貌(2020年)
图表10:中国UPS商场面貌(2023年)
蓄电板备电:不受供电技能阶梯之争,AIDC驱动锂电浸透带来国内产业链出海基于
蓄电板是备电的中枢,不受供电技能阶梯之争
蓄电板备电相对刚需,不受供电技能阶梯变化的影响。不管供电技能聘用UPS或HVDC,对数据中心开垦不阻隔供电的保险均来自蓄电板备电系统。当市电平素时,蓄电板处于浮充情状;市电故障时,蓄电板提供备电功能。
图表11:UPS和HVDC均聘用蓄电板备电
蓄电板技能阶梯以铅酸为主,AIDC有望驱动锂电加快浸透
当今蓄电板举座以铅酸电板为主,锂电在外洋呈加快浸透趋势。数据中心蓄电板主要包括铅酸电板和锂电板两种技能阶梯。从寰宇规模看,当今铅酸电板仍然占据主要份额、接近90%,但跟着磷酸铁锂技能的练习以及成本下跌,锂电板连年浸透率徐徐升迁,尤其外洋商场,在环保战略、缩短配电室占大地积等需求驱动下,锂电板诈欺呈现加快态势、占比升迁至15-20%。
图表12:蓄电板备电不同技能阶梯占比
铅酸电板:铅酸蓄电板发展时刻较长、技能练习,粗野诈欺于在汽车启停、两轮车、通讯/数据中心备电等范畴,具有结构简短、蓦的放电率高、安全性好、价钱低等上风。铅酸蓄电板聘用铅和二氧化铅看成负极和正极活性物资,以硫酸溶液看成电解液。相较于汽车启停两轮车场景,数据中心备电对铅酸电板在轮回寿命、放电倍率上有较高的要求,尤其是轮回寿命、经常要求8-10年。因此数据中心铅酸备电的价钱也权臣高于汽车启停、两轮车。
图表13:不同场景下铅酸电板的性能要求对比
锂电板:受益于新动力车和储能的发展,锂电板技能、制造工艺、产业链徐徐练习,成本大幅改善,为锂电板在数据中心范畴诈欺带来机会。数据中心锂电板备电主要聘用磷酸铁锂技能,其热安祥性、成本较三元锂电板更优;与铅酸蓄电板比拟,在轮回寿命、浮充寿命、放电特点、能量密度、占大地积、环保等方面具备较权臣上风。数据中心范畴对锂电板蓄电板轮回寿命、放电倍率要求较高,因此价钱亦权臣高于新动力车、储能:凭证咱们产业链摸排,数据中心范畴锂电系统价钱国内高达1元/Wh+、外洋约2-3元/Wh+;而新能车铁锂电板包国内价钱已降至0.4-0.5元/Wh,储能系统(直流侧)价钱不到0.5元/Wh。
图表14:铅酸电板和锂电板备电性能对比
AIDC发展驱动下,锂电板浸透有望提速。算力数据中心单柜功率密度从此前5-10kW升迁到50kW、部分致使在100kW以上,在有限的机房空间中,对配套供电系统的功率密度要求也权臣升迁,况兼对能效、环保、人命周期总成本(TCO)醉心度亦更高,咱们合计有望加快驱动锂电板技能在数据中心备电中的诈欺。以雄韬股份专为算力中心开发的REVOTPX600为例,单柜功率终了600kW,按照现时算力中心主流的1.2MWUPS,REVO3.0只需要设立2个锂电机柜,较传统铅酸电板,不错恣意70%的占大地积、缩短至少30%+的TCO成本。[2]
图表15:雄韬股份算力中心锂电备电决策
寰宇AIDC发展提速下,国内蓄电板产业链有望加快出海
寰宇数据中心备电结合度较高,从主流铅酸技能看,2023年CR5统统占比达到63%,外资品牌包括艾诺斯、埃克塞德、汤浅;内资品牌南皆电源、双登集团份额较高,理士国际、圣阳股份、雄韬股份亦加快向数据中心拓展。咱们合计受益寰宇AIDC发展提速,国内蓄电板产业链有望加快切入外洋配套,咱们从两条技能阶梯分别分析:
►铅酸电板:受环保战略趋严和锂代铅趋势提速,咱们瞻望外洋厂商对铅酸电板参加或将徐徐减弱;而从现时需求结构看,铅酸电板仍然占据外洋商场80%傍边份额,咱们瞻望增量需求有望部分由国内蓄电板产业链贯串。
►锂电板:在AIDC趋势下,咱们合计外洋备电决策有望加快向锂电转向;而国内锂电产业链已发展相对练习,在磷酸铁锂技能阶梯、产业集群、成本、居品决策等方面具备较强当先上风,咱们看好外洋数据中心锂电板浸透、带动国内蓄电板产业链加快导入AIDC寰宇配套。
图表16:寰宇数据中心铅酸蓄电板面貌(2023年)
图表17:寰宇数据中心+通讯蓄电板(铅酸+锂电)面貌(2023年)
空间测算:算力需求升迁下,国内数据中心UPS、蓄电板商场有望快速扩容
在国内算力开支升迁下,咱们瞻望数据中心UPS、蓄电板格式需求增长有望提速。咱们基于国内算力需求假定,以及UPS、蓄电板各技能阶梯占比、价值量等假定,算得国内2025年数据中心UPS商场空间66.8亿元、蓄电板商场空间56.0亿元,2025-2028CAGR分别接近20%、26%。
图表18:中国数据中心UPS、蓄电板商场空间测算
算力成本开支落地不足预期。当今各家云筹备厂商给出了较为积极的成本开支经营且数据中心的投建也动作频频,但若最终算力成本开支的落地不足预期则会导致需求端出现较大波动。
新技能替代风险。当今数据中心供电技能仍以UPS+蓄电板备电为主,若HVDC、巴拿马电源、BBU等新技能诈欺实验超预期,则将导致UPS及蓄电板的需求受到影响。
[1]https://e.huawei.com/cn/news/ebg/2020/huawei-launches-100kw-high-power-density-data-center-ups-power-module
[2]https://www.vision-batt.com/news/雄韬30周年-revo3-0-全新ai智算数据中心备用电源解决方案重磅发%
本文摘自:2025年2月5日如故发布的《AI“探电”(四):老树新芽,不阻隔电源有望迎AIDC发展新机遇》
王颖东分析员SAC执证编号:S0080522090002
曾韬分析员SAC执证编号:S0080518040001SFCCERef:BRQ196
季枫分析员SAC执证编号:S0080523060017
曲昊源分析员SAC执证编号:S0080523060004SFCCERef:BSW232
江鹏分析员SAC执证编号:S0080523080006
杜懿臻分析员SAC执证编号:S0080524060018SFCCERef:BUS212百家乐AG